Способ определения концентрации фаз двухфазных потоков в динамических условиях

 

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано при исследовании двухфазных потоков, в частности для измерения концентрации фаз двухфазных потоков в статических и динамических условиях, при течении двухфазного потока в парогенерирующих каналах, каналах ядерных энергических установок. Целью изобретения является повышение точности определения концентрации фаз за счет оптимизации времени измерения параметров динамического процесса. Для этого кроме тянущих значений времени присутствия паровой и жидкой фаз измеряют температуру потока и частоту смены фаз. Определяют режим течения и рассчитывают два времени осреднения, из которых выбирают минимальное. Затем для определенного значения времени находят концентрацию фаз для динамического процесса.

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано при исследовании двухфазных потоков, в частности для измерения концентрации фаз в статических и динамических условиях, при течении двухфазного потока в парогенерирующих каналах ядерных энергетических установок. Известен кондуктометрический способ определения концентрации фаз в двухфазных потоках игольчатым кондуктометрическим датчиком с последующей обработкой сигнала [1] Однако даже для статических потоков погрешность косвенного определения концентрации фаз зависит от режима течения потока. В динамических условиях, когда режим течения неизвестен и изменяется с течением времени, погрешность измерения концентрации фаз может быть значительной, величина ее практически непредсказуема. В этом заключается основной недостаток методов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения концентрации фаз, заключающийся в измерении суммарного времени присутствия паровой или жидкой фаз в некотором измерительном (контрольном) объеме d₀ <d в течение времени измерения и определении концентрации, например, паровой фазы по формуле где Δτ^г_i время присутствия паровой (газовой) фазы в измерительном (контрольном) объеме; d_n эквивалентный диаметр фазового включения (диаметр пузыря, капли), i= 1,2, n число взаимодействий паровых включений с чувствительным элементом датчика; T измерений [2] Целью изобретения является повышение точности определения концентрации фаз за счет оптимизации времени измерения параметров динамического процесса. Способ реализуется в следующей последовательности. В объеме d₀ < d_n измеряют время присутствия паровой или жидкой фаз и определяют концентрацию ϕ по формуле Определяют отношение мгновенных значений паровой и жидкой фаз динамического процесса. Δτ^г_i/Δτ^ж_i = a_i,
где Δτ^ж_i время присутствия жидкой фазы в контрольном объеме. Дополнительно измеряют температуру t фаз потока и для заданного типа режима течения по предварительно полученной градуировочной зависимости определяют первое значение времени осреднения τ₁ Далее измеряют частоту смены фаз и определяют второе значение времени осреднения τ₂ по формуле

Определяют минимальное время осреднения E_мин путем сравнения величин t₁ и τ₂ и определяют концентрацию фаз по зависимости
ю

Формула изобретения

Способ определения концентрации фаз двухфазных потоков в динамических условиях, заключающийся в том, что измеряют время присутствия паровой и жидкой фаз в контролируемом объеме и на интервале усреднения определяют концентрацию по результатам совокупных измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения концентрации, измеряют отношение мгновенных значений времени присутствия паровой и жидкой фаз, дополнительно измеряют температуру фаз потока и определяют первое значение времени усреднения τ₁ по предварительно полученной градуировочной кривой для заданного режима течения потока, измеряют частоту смеси фаз и определяют второе значение τ₂ времени осреднения по формуле

где v - концентрация фаз;
δ - заданная ошибка измерения;
ν - частота смены фаз,
определяют минимальное время осреднения путем сравнения величин τ₁ и τ₂ и определяют концентрацию фаз ϕ по формуле

где Δτ^г_i - время присутствия паровой фазы,
i 1, 2, n.